KR20230034016A - Manufacturing method for Ti-6Al-4V alloy multilayer shaped structure and Ti-6Al-4V alloy multilayer shaped structure thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing a Ti-6Al-4V alloy multilayer shaped structure and a Ti-6Al-4V alloy multilayer shaped structure using the same, wherein the shortcoming of a multilayer material, which has poor market competitiveness due to low productivity despite excellent mechanical properties, can be compensated for. The method for manufacturing a Ti-6Al-4V alloy multilayer shaped structure according to the present invention, which is an additive manufacturing method using laser powder bed fusion (L-PBF), comprises; a first step of providing Ti-6Al-4V alloy powder manufactured using a gas spraying method; a second step of setting process variables for laser powder bed fusion; a third step of supplying the alloy powder; a fourth step of melting the alloy powder by selectively radiating shaping light; a fifth step of forming one layer made of the Ti-6Al-4V material by cooling and solidifying the melted alloy powder; and a sixth step of making layers by repeating the third step to the fifth step until a three-dimensional shaped structure made of the Ti-6Al-4V material is completed, wherein the process variables in the fourth step are set to laser power of 240 to 350 W and a scanning speed of 1,200 to 1,800 mm/s.

Description

우수한 생산성을 갖는 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물 제조방법 및 이를 이용한 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물{Manufacturing method for Ti-6Al-4V alloy multilayer shaped structure and Ti-6Al-4V alloy multilayer shaped structure thereof}Manufacturing method for Ti-6Al-4V alloy multilayer shaped structure having excellent productivity and Ti-6Al-4V alloy multilayer shaped structure using the same

본 발명은 기계적 특성은 우수하지만 생산성이 낮아 시장 경쟁력이 떨어지는 적층 소재의 단점을 보완할 수 있는 우수한 생산성을 갖는 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물을 제조하는 방법 및 이를 이용한 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물에 관한 것이다. The present invention provides a method for manufacturing a Ti-6Al-4V alloy laminated body having excellent productivity that can compensate for the disadvantages of laminated materials having excellent mechanical properties but low productivity and poor market competitiveness, and Ti-6Al-4V alloy laminated using the same. It's about sculpture.

Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물은 우주항공, 의료 및 터빈엔진 분야에서 전반적으로 사용되는 소재이며, 적층 제조 공정을 통하여 net-shape 부품 제작이 가능해짐에 따라 사용 범위가 증가되고 있다. 한편, 레이저 또는 전자빔을 열원으로 활용하는 3D 프린팅은 고가의 분말 재료를 사용하기 때문에 생산 단가가 높은 반면 제조시간이 오래 걸려 생산성이 낮다는 문제점이 있다. 따라서 본 발명은 적층 제조 방식의 단점으로 언급되고 있는 낮은 생산성을 보완하기 위하여 적층 제조 방법을 적절하게 설정하여 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물을 적층방식으로 제조하는 방법을 제안하고자 한다. The Ti-6Al-4V alloy laminate is a material generally used in aerospace, medical, and turbine engine fields, and its range of use is increasing as net-shape parts can be manufactured through the additive manufacturing process. On the other hand, 3D printing using a laser or electron beam as a heat source has a problem in that production cost is high because it uses expensive powder material, but productivity is low because it takes a long time to manufacture. Therefore, the present invention is to propose a method of manufacturing a Ti-6Al-4V alloy laminated body by an additive manufacturing method by appropriately setting an additive manufacturing method in order to compensate for the low productivity mentioned as a disadvantage of the additive manufacturing method.

종래 기술의 경우, 한국등록특허 제10-1616499호와 같이 Ti 합금을 3D 프린팅 방법으로 제조하고 열처리하는 방법을 통해 기계적 특성을 향상시키고자 하는 것으로, Ti 합금의 적층 공정변수에 대한 언급은 없으며 발명을 통해 제조된 금속 조형품의 인장 강도는 570 내지 650 MPa 정도이다. 즉, 종래의 경우 Ti 합금의 인장강도를 높이기 위하여 미세조직 및 석출상을 제어하기 위한 열처리 공정이 진행되었으나 400 내지 900 MPa 정도 밖에 안 되는 수준이다. 따라서 본 발명에서는 열처리 공정을 거치지 않고 공정 변수만을 조절하여 보다 높은 수준의 인장 강도를 획득할 수 있는 방법을 제안하고자 한다. In the case of the prior art, as in Korean Patent Registration No. 10-1616499, it is intended to improve mechanical properties through a method of manufacturing a Ti alloy by a 3D printing method and heat treatment, and there is no mention of the lamination process variable of the Ti alloy and the invention The tensile strength of the metal molded article manufactured through the is about 570 to 650 MPa. That is, in the conventional case, in order to increase the tensile strength of Ti alloy, a heat treatment process for controlling the microstructure and precipitated phase has been performed, but the level is only about 400 to 900 MPa. Therefore, in the present invention, it is intended to propose a method for obtaining a higher level of tensile strength by adjusting only process parameters without going through a heat treatment process.

한국등록특허 제10-1616499호Korean Patent Registration No. 10-1616499

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 높은 인장 강도를 갖는 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물 제조방법을 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a Ti-6Al-4V alloy laminate having high tensile strength.

또한, 본 발명의 목적은 적층 가공(Additive manufacturing) 방식의 단점으로 언급되고 있는 낮은 생산성을 보완할 수 있는 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물 제조방법을 제공하는 것이다. In addition, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a Ti-6Al-4V alloy additive manufacturing method that can compensate for the low productivity mentioned as a disadvantage of the additive manufacturing method.

발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be solved by the invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.

본 발명에 따른 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물 제조방법은,The manufacturing method of the Ti-6Al-4V alloy laminated sculpture according to the present invention,

레이저 분말소결방식(Laser Powder Bed Fusion, L-PBF)을 이용한 적층 가공 방법에 있어서,In the additive manufacturing method using Laser Powder Bed Fusion (L-PBF),

가스분사법으로 제조된 Ti-6Al-4V 합금분말을 제공하는 제1단계;A first step of providing Ti-6Al-4V alloy powder produced by a gas injection method;

레이저 분말소결방식을 위한 공정변수를 설정하는 제2단계;A second step of setting process parameters for the laser powder sintering method;

상기 합금분말을 공급하는 제3단계;A third step of supplying the alloy powder;

조형광원을 선택적으로 조사하여 상기 합금분말을 용융시키는 제4단계;A fourth step of selectively irradiating a shaping light source to melt the alloy powder;

상기 용융된 합금분말을 냉각 및 고화함으로써 상기 Ti-6Al-4V 소재의 하나의 레이어를 형성하는 제5단계;a fifth step of forming one layer of the Ti-6Al-4V material by cooling and solidifying the molten alloy powder;

상기 Ti-6Al-4V 소재의 입체 조형물이 완성될 때까지 상기 제3단계 내지 제5단계를 반복하여 적층하는 6단계; 를 포함하여 이루어지고,Step 6 of repeating and stacking the steps 3 to 5 until the three-dimensional object of the Ti-6Al-4V material is completed; is made including,

상기 제4단계의 공정변수는 240 내지 350 W의 레이저 전력 및 1,200 내지 1,800 mm/s의 스캔속도로 설정하는 것을 특징으로 한다. The process parameters of the fourth step are characterized in that the laser power of 240 to 350 W and the scan speed of 1,200 to 1,800 mm/s are set.

상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명은 높은 인장 강도를 갖는 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물을 제조할 수 있다. By means of solving the above problems, the present invention can produce a Ti-6Al-4V alloy laminated body having high tensile strength.

또한, 본 발명은 적층 가공(Additive manufacturing) 방식의 단점으로 언급되고 있는 낮은 생산성을 보완할 수 있다. In addition, the present invention can supplement low productivity, which is mentioned as a disadvantage of the additive manufacturing method.

도 1은 본 발명의 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물 제조방법을 보여주는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라, 스캔속도 및 레이저 전력에 따른 생산성 증대 효과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라, 비교예 1(case 1) 내지 비교예 4(case 4)와 본 발명의 실시예에 의해 제조된 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물의 인장강도(tensile strength) 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라, 본 발명의 실시예에 의해 제조된 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물의 응력-변형률 곡선(Stress-strain curve) 이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라, 본 발명의 실시예에 의해 제조된 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물의 광학 현미경 사진이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라, 본 발명의 실시예에 의해 제조된 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물의 X-ray CT 분석이다.
1 is a flow chart showing a method for manufacturing a Ti-6Al-4V alloy laminated body of the present invention.
2 is a graph showing an effect of increasing productivity according to a scan speed and laser power according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows the tensile strength (tensile strength) graph.
4 is a stress-strain curve of a Ti-6Al-4V alloy laminated body manufactured according to an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention.
5 is an optical micrograph of a Ti-6Al-4V alloy laminated body manufactured according to an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention.
6 is an X-ray CT analysis of a Ti-6Al-4V alloy laminated body manufactured according to an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.The terms used in this specification will be briefly described, and the present invention will be described in detail.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present invention have been selected from general terms that are currently widely used as much as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention of a person skilled in the art or precedent, the emergence of new technologies, and the like. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, not simply the name of the term.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.In the entire specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, not excluding other components unless otherwise stated.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.The specific details, including the problem to be solved, the means for solving the problem, and the effect of the invention for the present invention are included in the embodiments and drawings to be described below. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명인 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물 제조방법은 아래와 같이 수행될 수 있다. As shown in Figure 1, the manufacturing method of the Ti-6Al-4V alloy laminated body of the present invention can be performed as follows.

먼저, 제1단계(S10)는 Ti-6Al-4V 합금분말을 제공한다. 상기 제1단계(S10)에서 상기 Ti-6Al-4V 합금분말은 가스분사법으로 제조된다. First, in the first step (S10), Ti-6Al-4V alloy powder is provided. In the first step (S10), the Ti-6Al-4V alloy powder is prepared by a gas injection method.

상기 가스분사법으로 제조된 Ti-6Al-4V 합금분말을 30 내지 50 ㎛의 입도로 하여 상기 Ti-6Al-4V 합금을 제조한다.The Ti-6Al-4V alloy is prepared by using the Ti-6Al-4V alloy powder prepared by the gas injection method to have a particle size of 30 to 50 μm.

다음으로, 제2단계(S20)는 공정변수를 설정한다. 상기 제2단계(S20)는 레이저 분말소결을 위한 공정변수를 설정한다. Next, in the second step (S20), process variables are set. The second step (S20) sets process parameters for laser powder sintering.

상기 공정변수는 레이저 전력, 스캔속도, 해칭 공간(hatching space) 및 레이어 두께(layer thickness)를 설정하여 제어한다. The process variables are controlled by setting laser power, scan speed, hatching space, and layer thickness.

상기 레이저 전력은 240 내지 350 W인 것이 바람직하다. 도 2에 나타난 바와 같이, 상기 레이저 전력이 240 W 미만인 경우 에너지가 너무 낮아 적층 생성 시간이 너무 오래 걸리고 미용융 분말과 같은 적층 결함이 생성되어 적층 조형물의 인장강도 또는 항복강도가 너무 낮은 문제점이 발생하고, 상기 레이저 전력이 350 W를 초과한 경우 분말의 기화가 나타나며 적층 조형물이 물리적으로 변형될 우려가 있으므로 상기 조건으로 수행하는 것이 바람직하다. The laser power is preferably 240 to 350 W. As shown in FIG. 2, when the laser power is less than 240 W, the energy is too low, so the stacking time is too long, and stacking defects such as unmelted powder are generated, resulting in problems in that the tensile strength or yield strength of the stacked object is too low. And, when the laser power exceeds 350 W, vaporization of the powder occurs and there is a possibility that the laminated object may be physically deformed.

상기 스캔속도는 1,200 내지 1,800 mm/s인 것이 바람직하다. 도 2에 나타난 바와 같이, 상기 스캔속도가 1,200 mm/s 미만인 경우 스캔속도가 너무 낮아 적층 생성 시간이 너무 오래 걸리는 문제점이 발생하고, 상기 스캔속도가 1,800 mm/s를 초과한 경우 분말에 가해지는 에너지의 양이 적어지게 되며 스캔 방향을 따라 적층 결함이 발생하므로 생성된 적층 조형물이 물리적으로 변형될 우려가 있으므로 상기 조건으로 수행하는 것이 바람직하다. 즉, 레이저 전력이 높고, 스캔속도가 느릴 경우 분말에 과한 에너지가 조사되면서 분말이 기화되며 표면조도 및 물성을 저하시킬 위험이 있다. 반면에 레이저 전력이 낮고, 스캔속도가 빠를 경우에는 에너지가 조사되지 못하여 미용융 분말이 형성되며 적층결함이 나타나게 된다. 그러므로 생산성이 높은 조형체를 제조하기 위해서는 레이저 전력과 스캔속도가 높은 최적의 공정 조건을 설정해야 한다.The scan speed is preferably 1,200 to 1,800 mm/s. As shown in FIG. 2, when the scan speed is less than 1,200 mm/s, the scan speed is too low, causing a problem that the stacking time takes too long, and when the scan speed exceeds 1,800 mm/s, the applied to the powder Since the amount of energy is reduced and a stacking fault occurs along the scan direction, there is a possibility that the resulting laminated object may be physically deformed. Therefore, it is preferable to perform the above condition. That is, when the laser power is high and the scan speed is slow, the powder is vaporized while irradiating the powder with excessive energy, and there is a risk of deteriorating surface roughness and physical properties. On the other hand, when the laser power is low and the scan speed is high, energy is not irradiated and unmelted powder is formed, resulting in stacking defects. Therefore, in order to manufacture a molded body with high productivity, it is necessary to set optimal process conditions with high laser power and high scan speed.

상기 해칭 공간(hatching space)은 레이저가 이동하는 레이저 스캔 경로 사이의 간격으로, 50 내지 100 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 해칭 공간(hatching space)이 50 ㎛ 미만인 경우 생산성이 떨어지고, 상기 해칭 공간(hatching space)이 100 ㎛를 초과한 경우 overlap 되는 영역이 줄어들면서 다공성이 높아지는 문제점이 발생하므로 상기 조건으로 수행하는 것이 바람직하다. The hatching space is an interval between laser scan paths along which the laser moves, and is preferably 50 to 100 μm. If the hatching space is less than 50 μm, productivity decreases, and if the hatching space exceeds 100 μm, the overlapping area decreases and porosity increases. Therefore, it is preferable to perform under the above conditions. do.

상기 레이어 두께(layer thickness)는 20 내지 40 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 레이어 두께(layer thickness)가 20 ㎛ 미만인 경우 입열량이 과해 분말이 기화될 위험이 있으며, 상기 레이어 두께(layer thickness)가 40 ㎛를 초과한 경우 열전달이 제대로 이루어지지 못하여 미용융 분말이 증가할 확률이 높아지므로 상기 조건으로 수행하는 것이 바람직하다. The layer thickness (layer thickness) is preferably 20 to 40 ㎛. If the layer thickness is less than 20 μm, there is a risk of vaporization of the powder due to excessive heat input, and if the layer thickness exceeds 40 μm, heat transfer may not be performed properly and the unmelted powder may increase Since the probability is high, it is preferable to perform under the above conditions.

레이저 빔의 크기와 관련이 있는 상기 해칭 공간(hatching space)과 레이어 두께(layer thickness)는 용융풀의 크기를 결정하게 된다. 상기 공정변수는 조형체의 물성을 저하시키지 않으면서 생산성이 우수한 공정 조건을 선택하여 적층할 수 있다. The hatching space and layer thickness, which are related to the size of the laser beam, determine the size of the molten pool. The above process variables can be stacked by selecting process conditions with excellent productivity without deteriorating the physical properties of the molded body.

생산성을 높이려면 더 높은 레이저 출력과 스캔 속도를 사용하여 에너지 밀도를 높여야 한다. 1980년대 이후 레이저 출력과 스캔 속도는 일반적으로 작동 안정성과 장비의 사양 제한으로 인해 각각 200 W 및 1200 mm/s 미만으로 제한되었다. 도 2과 같이, 본 발명의 레이저 출력과 스캔 속도 조건에서 다양한 공정 변수를 제어하여 적절한 기계적 물성을 얻기 위한 노력이 이루어졌다. Higher productivity requires higher energy densities using higher laser powers and scan speeds. Since the 1980s, laser power and scan speed have generally been limited to less than 200 W and 1200 mm/s, respectively, due to operational stability and limited specifications of equipment. As shown in FIG. 2, efforts have been made to obtain appropriate mechanical properties by controlling various process variables under the laser power and scan speed conditions of the present invention.

L-PBF 공정의 생산성을 나타내는 대표적인 지표인 Build rate(VB)는 다음 식 (1)에 의해 결정된다.Build rate (VB), a representative indicator of the productivity of the L-PBF process, is determined by the following equation (1).

VB = VS X Δy X Δz (1)VB = VS X Δy X Δz (1)

(여기서, VS는 스캔 속도, Δy는 해칭 공간(hatching space)의 증가, Δz는 레이어 높이의 증가 임)(Where VS is the scan speed, Δy is the increase in hatching space, and Δz is the increase in layer height)

L-PBF 부품의 생산성은 공정 파라미터의 제어에 따라 체적 영향을 받으며, 스캔속도는 생산성 향상을 위한 가장 중요한 파라미터이다. The productivity of L-PBF parts is affected by volume according to the control of process parameters, and the scan speed is the most important parameter for improving productivity.

다음으로, 제3단계(S30)는 상기 합금분말을 공급한다. 상기 제2단계(S20)에서 공정변수를 설정 후, 레이저로 상기 Ti-6Al-4V 합금분말을 공급한다. Next, in the third step (S30), the alloy powder is supplied. After setting the process parameters in the second step (S20), the Ti-6Al-4V alloy powder is supplied to the laser.

다음으로, 제4단계(S40)는 상기 합금분말을 용융시킨다. 상기 제4단계(S40)는 조형광원을 선택적으로 조사하여 상기 합금분말을 용융시킨다. Next, in the fourth step (S40), the alloy powder is melted. In the fourth step (S40), the alloy powder is melted by selectively irradiating a shaping light source.

다음으로, 제5단계(S50)는 상기 Ti-6Al-4V 소재의 하나의 레이어를 형성한다. 상기 제5단계(S50)는 Ar 가스 분위기에서 상온(24 내지 26 ℃)에서 고화되면서 상기 Ti-6Al-4V 소재의 하나의 레이어를 형성한다. Next, in the fifth step (S50), one layer of the Ti-6Al-4V material is formed. In the fifth step (S50), one layer of the Ti-6Al-4V material is formed while being solidified at room temperature (24 to 26 °C) in an Ar gas atmosphere.

다음으로, 6단계(S60) 상기 제3단계(S30) 내지 제5단계(S50)를 반복하여 적층한다. 상기 6단계(S60)는 상기 Ti-6Al-4V 소재의 입체 조형물이 완성될 때까지 상기 제3단계(S30) 내지 제5단계(S50)를 반복하여 적층한다. Next, the sixth step (S60), the third step (S30) to the fifth step (S50) are repeated and laminated. In the sixth step (S60), the third step (S30) to the fifth step (S50) are repeatedly laminated until the three-dimensional sculpture of the Ti-6Al-4V material is completed.

본 발명인 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물은 앞서 기재된 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 실시예에 의해 제조된 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물은 도 5 및 도 6에 나타내었다. The Ti-6Al-4V alloy laminated body of the present invention is characterized in that it is produced by the Ti-6Al-4V alloy laminated body manufacturing method described above. The Ti-6Al-4V alloy laminated body manufactured according to an embodiment of the present invention is shown in FIGS. 5 and 6 .

상기 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물은 제조 시 레이저 전력이 240 내지 350 W으로 제어하여 제조되는 것을 특징으로 한다. 상기 레이저 전력이 240 W 미만인 경우 에너지가 너무 낮아 적층 생성 시간이 너무 오래 걸리고 미용융 분말과 같은 적층 결함이 생성되어 적층 조형물의 인장강도 또는 항복강도가 너무 낮은 문제점이 발생하고, 상기 레이저 전력이 350 W를 초과한 경우 분말의 기화가 나타나며 적층 조형물이 물리적으로 변형될 우려가 있으므로 상기 조건으로 수행하는 것이 바람직하다. The Ti-6Al-4V alloy laminate is characterized in that it is manufactured by controlling the laser power to 240 to 350 W during manufacture. When the laser power is less than 240 W, the energy is too low, so the laminate production time takes too long, and stacking defects such as unmelted powder are generated, resulting in problems in that the tensile strength or yield strength of the laminated body is too low, and the laser power is 350 W. When W is exceeded, vaporization of the powder occurs and there is a concern that the laminated object may be physically deformed, so it is preferable to perform the above conditions.

또한, 상기 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물은 제조 시 스캔속도가 1,200 내지 1,800 mm/s으로 제어하여 제조되는 것을 특징으로 한다. 상기 스캔속도가 1,200 mm/s 미만인 경우 스캔속도가 너무 낮아 적층 생성 시간이 너무 오래 걸리는 문제점이 발생하고, 상기 스캔속도가 1,800 mm/s를 초과한 경우 분말에 가해지는 에너지의 양이 적어지게 되며 스캔 방향을 따라 적층 결함이 발생하므로 생성된 적층 조형물이 물리적으로 변형될 우려가 있으므로 상기 조건으로 수행하는 것이 바람직하다. In addition, the Ti-6Al-4V alloy laminated body is characterized in that it is manufactured by controlling the scan speed to 1,200 to 1,800 mm / s during manufacture. When the scan speed is less than 1,200 mm/s, the scan speed is too low and the stacking time takes too long, and when the scan speed exceeds 1,800 mm/s, the amount of energy applied to the powder is reduced. Since stacking faults occur along the scan direction and there is a concern that the resulting laminated object may be physically deformed, it is preferable to perform the above condition.

또한, 상기 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물은 제조 시 레이저가 이동하는 레이저 스캔 경로 사이의 간격인 해칭 공간(hatching space)을 50 내지 100 ㎛로 제어하여 제조되는 것을 특징으로 한다. 상기 해칭 공간(hatching space)이 50 ㎛ 미만인 경우 생산성이 떨어지고, 상기 해칭 공간(hatching space)이 100 ㎛를 초과한 경우 overlap 되는 영역이 줄어들면서 다공성이 높아지는 문제점이 발생하므로 상기 조건으로 수행하는 것이 바람직하다. In addition, the Ti-6Al-4V alloy laminate is characterized in that it is manufactured by controlling a hatching space (hatching space), which is an interval between laser scan paths in which the laser moves during manufacturing, to 50 to 100 μm. If the hatching space is less than 50 μm, productivity decreases, and if the hatching space exceeds 100 μm, the overlapping area decreases and porosity increases. Therefore, it is preferable to perform under the above conditions. do.

또한, 상기 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물은 레이저로 적층 시 하나의 레이어 두께(layer thickness)가 20 내지 40 ㎛인 것을 특징으로 한다. 상기 레이어 두께(layer thickness)가 20 ㎛ 미만인 경우 입열량이 과해 분말이 기화될 위험이 있으며, 상기 레이어 두께(layer thickness)가 40 ㎛를 초과한 경우 열전달이 제대로 이루어지지 못하여 미용융 분말이 증가할 확률이 높아지므로 상기 조건으로 수행하는 것이 바람직하다. In addition, the Ti-6Al-4V alloy laminated body is characterized in that one layer thickness (layer thickness) of 20 to 40 ㎛ when laminated with a laser. If the layer thickness is less than 20 μm, there is a risk of vaporization of the powder due to excessive heat input, and if the layer thickness exceeds 40 μm, heat transfer may not be performed properly and the unmelted powder may increase Since the probability is high, it is preferable to perform under the above conditions.

또한, 상기 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물은 인장강도(tensile strength)가 1,100 내지 1,200 MPa 인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의해 제조된 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물은 공정변수인 레이저 전력, 스캔속도, 해칭 공간(hatching space) 및 레이저 두께를 제어하여 인장강도가 증가된다. 종래의 경우 Ti 합금의 인장강도를 높이기 위하여 미세조직 및 석출상을 제어하기 위한 열처리 공정이 진행되었으나, 400 내지 900 MPa 정도 밖에 안 되는 수준으로 확인되었다. In addition, the Ti-6Al-4V alloy laminate is characterized in that the tensile strength (tensile strength) of 1,100 to 1,200 MPa. The Ti-6Al-4V alloy laminated body manufactured according to the present invention has increased tensile strength by controlling process variables such as laser power, scan speed, hatching space, and laser thickness. Conventionally, in order to increase the tensile strength of Ti alloy, a heat treatment process for controlling the microstructure and precipitated phase was performed, but it was confirmed at a level of only about 400 to 900 MPa.

또한, 상기 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물은 항복강도(yield strength)가 1,000 내지 1,100 MPa 인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의해 제조된 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물은 열처리 공정을 거치지 않고 상기 공정변수만을 제어하여 항복강도를 증가시켰다. In addition, the Ti-6Al-4V alloy laminate is characterized in that the yield strength (yield strength) is 1,000 to 1,100 MPa. The Ti-6Al-4V alloy laminated body manufactured according to the present invention has increased yield strength by controlling only the process parameters without undergoing a heat treatment process.

또한, 상기 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물은 연신율이 6% 이상 인 것을 특징으로 한다. In addition, the Ti-6Al-4V alloy laminate is characterized in that the elongation is 6% or more.

아래는 상기 기재된 방법에 의해 제조된 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물을 이용하여 인장강도, 항복강도 및 연신율을 측정하였다. 이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균 적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Below, tensile strength, yield strength and elongation were measured using the Ti-6Al-4V alloy laminated body manufactured by the method described above. Hereinafter, examples will be described in detail to aid understanding of the present invention. However, the following examples are merely illustrative of the contents of the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the following examples. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

실시예Example

가스분사법으로 제조된 Ti-6Al-4V 분말을 L-PBF 공정에 사용하였으며, 표 1에 나타난 바와 같이, 다양한 공정 변수(레이저 출력: 245-343 W, 스캐닝 속도: 1250-1750 mm/s, 해칭 공간(hatching space): 70 ㎛, 레이어 두께(layer thickness): 30 ㎛)를 사용하였다. 'H' 시편으로 지정된 시편은 지지대 높이가 30mm인 반면, 'L' 시편은 판에서 10mm의 지지대 높이를 가지도록 제작하였다. 실시예는 열처리 공정을 시도하지 않은 As-built 상태에서 인장시험을 실시하였다. Ti-6Al-4V powder prepared by the gas injection method was used in the L-PBF process, and as shown in Table 1, various process parameters (laser power: 245-343 W, scanning speed: 1250-1750 mm/s, Hatching space: 70 μm, layer thickness: 30 μm) was used. The specimen designated as 'H' specimen had a support height of 30 mm, while the 'L' specimen was manufactured to have a support height of 10 mm from the plate. In the example, a tensile test was performed in an as-built state in which the heat treatment process was not attempted.

H 시편의 경우 레이저 출력과 스캐닝 속도가 함께 증가하기 때문에 에너지 밀도는 동일하였다. 그러나 L 시편의 경우 스캐닝 속도가 1250 mm/s로 고정되었기 때문에 에너지 밀도가 증가하였다. L-PBF 후 720 ℃에서 2 시간 동안 응력제거 처리를 수행하였다. In the case of the H specimen, the energy density was the same because the laser power and scanning speed increased together. However, in the case of the L specimen, the energy density increased because the scanning speed was fixed at 1250 mm/s. After L-PBF, a stress relief treatment was performed at 720 °C for 2 hours.

samplesample Lawer power Lower power
(W)(W)
Scanning speed (mm/s)Scanning speed (mm/s) Hatch space (㎛)Hatch space (㎛) Layer thickness (㎛)Layer thickness (㎛) Energy DensityEnergy Density
(10(10 99 J/㎥)J/m3)
H0H0 245245 1,2501,250 7070 3030 93.393.3 L0L0 343343 1,7501,750 7070 3030 93.393.3

비교예comparative example

비교예는 앞서 기술된 실시예와 동일하게 레이저 분말소결 방식으로 조형하였다. 다만, 아래 표 2의 공정 조건과 같이 레이저 전력(laser power), 스캔속도(scanning speed), 해칭 공간(hatching space) 및 레이어 두께(layer thickness)를 실시예와 달리 제어하여 적층 조형물을 제조하였다. 제조된 적층 조형물은 높이 30 mm, 너비 10 mm로 제조하였다. Comparative examples were molded by laser powder sintering in the same manner as the previously described examples. However, as in the process conditions of Table 2 below, a laminated object was manufactured by controlling laser power, scanning speed, hatching space, and layer thickness differently from the examples. The manufactured laminated body was manufactured with a height of 30 mm and a width of 10 mm.

samplesample process parameter process parameter Lawer power Lower power
(W)(W)
Scanning speed (mm/s)Scanning speed (mm/s) Hatch space (㎛)Hatch space (㎛) Layer thickness (㎛)Layer thickness (㎛)
Case 1Case 1 ValueValue -- -- -- -- Case 2Case 2 ValueValue -- 100 ~ 8000100 to 8000 -- 50 ~ 20050 to 200 Case 3Case 3 ValueValue -- -- -- -- Case 4Case 4 ValueValue -- 1000 ~ 30001000 to 3000 -- 50 ~ 20050 to 200

실험예Experimental example

(1) OM, XRD 및 X-ray CT 분석(1) OM, XRD and X-ray CT analysis

미세구조 관찰을 위해 입방체 시편(20 x 20 x 20 mm)을 제작하고 Kroll 용액(3mL HNO3, 5mL HF 및 92mL H2O)으로 5-10초 동안 연마 및 에칭했다. 광학현미경(모델명: I-Scope 2001)과 SEM(모델명: Philips XL30S FEG)을 미세구조 관찰에 사용하였다. For microstructure observation, cubic specimens (20 x 20 x 20 mm) were fabricated, polished and etched with Kroll solution (3 mL HNO3, 5 mL HF and 92 mL H2O) for 5-10 seconds. An optical microscope (model name: I-Scope 2001) and SEM (model name: Philips XL30S FEG) were used to observe the microstructure.

L-PBF으로 제조된 as-built Ti-6Al-4V 합금의 OM 현미경 사진을 도 5에 나타내었다. 또한, H0, L0, L2 시편에 대해 측정된 내부 미세 기공에 대한 X-ray CT 분석하여 도 6에 나타내었다. OM micrographs of the as-built Ti-6Al-4V alloy made of L-PBF are shown in FIG. 5 . In addition, X-ray CT analysis of the internal micropores measured for the H0, L0, and L2 specimens is shown in FIG. 6.

(2) 인장강도(2) Tensile strength

열처리 공정을 시도하지 않은 As-built 상태에서 전체 길이 75mm, 게이지 길이 25.4mm, 직경 4.75mm의 인장시편을 제작하였다. 일축 인장시험은 만능시험기(MINOS-300S, MTDI, Korea)를 이용하여 10-3 /s의 변형률로 수행하였다. Tensile specimens with a total length of 75 mm, a gauge length of 25.4 mm, and a diameter of 4.75 mm were fabricated in an as-built state in which no heat treatment process was attempted. The uniaxial tensile test was performed at a strain rate of 10 -3 /s using a universal testing machine (MINOS-300S, MTDI, Korea).

인장시편 표면의 거칠기는 프로파일로미터(Dektak 150)를 이용하여 측정하였다.The roughness of the surface of the tensile specimen was measured using a profilometer (Dektak 150).

samplesample Tensile strength (MPa)Tensile strength (MPa) Case 1 Case 1 570 ~ 650570 to 650 Case 2Case 2 418 ~ 686418 to 686 Case 3Case 3 600 ~ 900600 to 900 Case 4Case 4 550 ~ 800550 to 800 H0H0 1,0901,090 L0L0 1,1701,170

일반적으로, Ti-6Al-4V 합금의 적층 제조시 생산성을 향상을 위해 레이저 전력과 스캔속도를 높여 적층 제조에 성공함과 동시에 우수한 인장강도를 갖는 소재를 발명한 사례가 없다. 비교예에 따른 인장 강도를 확인한 결과, Ti 합금의 인장강도를 높이기 위하여 미세조직 및 석출상을 제어하기 위한 열처리 공정이 진행되었으나, 400~900 MPa 정도 밖에 안 되는 수준이다. In general, there is no case of inventing a material having excellent tensile strength while succeeding in additive manufacturing by increasing laser power and scan speed in order to improve productivity during additive manufacturing of Ti-6Al-4V alloy. As a result of confirming the tensile strength according to the comparative example, a heat treatment process was performed to control the microstructure and the precipitated phase in order to increase the tensile strength of the Ti alloy, but it was only about 400 to 900 MPa.

표 3 및 도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에서는 열처리 공정을 거치지 않고, 공정변수만을 조절하여 1,090 및 1,170 MPa 인장강도를 획득하였다. As shown in Table 3 and FIG. 3, in the present invention, tensile strengths of 1,090 and 1,170 MPa were obtained by adjusting only the process parameters without going through the heat treatment process.

(3) 항복강도(3) yield strength

열처리 공정을 시도하지 않은 As-built 상태에서 인장시험을 실시하고, 응력 -변형률 곡선(stress-strain curve)을 획득한 후 항복강도를 측정하였다. ASTM E8/E8M에 따라 총길이 75 mm, 게이지 길이 25.4 mm, 지름 4.75 mm인 인장시편을 가공하였다. 상온에서 변형률 속도 10-3 /s로 인장시험을 실시하였다. 인장시험을 실시한 후 변형률이 0인 점에서 탄성영역의 직선을 0.2% offset하여 활용하여 항복강도를 측정하였다. A tensile test was conducted in an as-built state in which the heat treatment process was not attempted, and the yield strength was measured after obtaining a stress-strain curve. Tensile specimens with a total length of 75 mm, a gauge length of 25.4 mm, and a diameter of 4.75 mm were machined according to ASTM E8/E8M. A tensile test was performed at a strain rate of 10 -3 /s at room temperature. After conducting the tensile test, the yield strength was measured by using a straight line in the elastic region with a 0.2% offset at the point where the strain is zero.

실시예와 비교예를 통해 제조된 시편으로 실시한 항복강도 결과를 표 4 및 도 4에 나타내었다. Table 4 and FIG. 4 show the yield strength results obtained with the specimens prepared in Examples and Comparative Examples.

samplesample Yield strength (MPa)Yield strength (MPa) Case 1 Case 1 480~520480 to 520 Case 2Case 2 -- Case 3Case 3 -- Case 4Case 4 520~720520~720 H0H0 1,0021,002 L0L0 1,0501,050

일반적으로, Ti-6Al-4V 합금의 적층 제조시 생산성을 향상을 위해 레이저 전력과 스캔속도를 높여 적층 제조에 성공함과 동시에 우수한 항복강도를 갖는 소재를 발명한 사례가 없다. 비교예에 따른 항복강도를 확인한 결과, Ti 합금의 항복강도를 높이기 위하여 미세조직 및 석출상을 제어하기 위한 열처리 공정이 진행되었으나, 480 내지 720 MPa 정도 밖에 안 되는 수준이다. In general, there is no case of inventing a material having excellent yield strength while succeeding in additive manufacturing by increasing laser power and scan speed in order to improve productivity during additive manufacturing of Ti-6Al-4V alloy. As a result of confirming the yield strength according to the comparative example, a heat treatment process was performed to control the microstructure and the precipitate phase in order to increase the yield strength of the Ti alloy, but it was only about 480 to 720 MPa.

표 4에 나타난 바와 같이, 본 발명에서는 열처리 공정을 거치지 않고, 공정변수만을 조절하여 1,002 및 1,050 MPa 항복강도를 획득하였다. As shown in Table 4, in the present invention, yield strengths of 1,002 and 1,050 MPa were obtained by adjusting only the process parameters without going through the heat treatment process.

(4) 연신율(4) Elongation

열처리 공정을 시도하지 않은 As-built 상태에서 인장시험을 실시하고, 응력 -변형률 곡선(stress-strain curve)을 획득한 후 연신율을 측정하였다. ASTM E8/E8M에 따라 총길이 75 mm, 게이지 길이 25.4 mm, 지름 4.75 mm인 인장시편을 가공하였다. 상온에서 변형률 속도 10-3 /s로 인장시험을 실시하였다. 응력-변형률 곡선의 파단점과 탄성영역의 기울기와 동일한 기울기를 갖는 직선을 교차시켰을 때 직선의 x절편 (y=0) 값이 연신율이다.A tensile test was conducted in an as-built state in which the heat treatment process was not attempted, and the elongation was measured after obtaining a stress-strain curve. Tensile specimens with a total length of 75 mm, a gauge length of 25.4 mm, and a diameter of 4.75 mm were machined according to ASTM E8/E8M. A tensile test was performed at a strain rate of 10 -3 /s at room temperature. When the break point of the stress-strain curve and a straight line with the same slope as the slope of the elastic region intersect, the value of the x-intercept (y=0) of the straight line is the elongation.

실시예와 비교예를 통해 제조된 시편으로 실시한 연신율 결과를 표 5에 나타내었다. Table 5 shows the elongation results obtained with the specimens prepared in Examples and Comparative Examples.

samplesample Elongation (%)Elongation (%) Case 1 Case 1 20~2520 to 25 Case 2Case 2 14~2914-29 Case 3Case 3 -- Case 4Case 4 12~2012 to 20 H0H0 6.86.8 L0L0 7.57.5

표 5에 나타난 바와 같이, 본 발명에서는 열처리 공정을 거치지 않고, 공정변수만을 조절하여 6.8 및 7.5% 연신율을 획득하였다. 비교예(case 1 내지 4)와 비교할 때 실시예(H0 및 L0)의 연신율은 감소하였으나, 실시예는 스캔속도 및 레이저 전력를 높이고 열처리를 수행하지 않았음에도 불구하고 연신율이 높은 것을 확인할 때 본 발명의 공정변수 조건이 매우 유익함을 알 수 있다. As shown in Table 5, in the present invention, elongation rates of 6.8 and 7.5% were obtained by adjusting only the process parameters without going through the heat treatment process. Compared to Comparative Examples (cases 1 to 4), the elongation rates of Examples (H0 and L0) decreased, but in the examples, the scan speed and laser power were increased and the elongation rate was high even though heat treatment was not performed. It can be seen that the process variable condition is very beneficial.

상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명은 높은 인장 강도를 갖는 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물을 제조할 수 있다. By means of solving the above problems, the present invention can produce a Ti-6Al-4V alloy laminated body having high tensile strength.

또한, 본 발명은 적층 가공(Additive manufacturing) 방식의 단점으로 언급되고 있는 낮은 생산성을 보완할 수 있다. In addition, the present invention can supplement low productivity, which is mentioned as a disadvantage of the additive manufacturing method.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As such, it will be understood that the technical configuration of the present invention described above can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and their All changes or modified forms derived from equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.

S10. Ti-6Al-4V 합금분말을 제공하는 제1단계
S20. 레이저 분말소결을 위한 공정변수를 설정하는 제2단계
S30. 상기 합금분말을 공급하는 제3단계
S40. 상기 합금분말을 용융시키는 제4단계
S50. 상기 Ti-6Al-4V 소재의 하나의 레이어를 형성하는 제5단계
S60. 상기 제3단계 내지 제5단계를 반복하여 적층하는 6단계
S10. The first step to provide Ti-6Al-4V alloy powder
S20. The second step of setting process parameters for laser powder sintering
S30. The third step of supplying the alloy powder
S40. 4th step of melting the alloy powder
S50. 5th step of forming one layer of the Ti-6Al-4V material
S60. Step 6 of laminating by repeating steps 3 to 5 above

Claims (10)

레이저 분말소결방식(Laser Powder Bed Fusion, L-PBF) 을 이용한 적층 가공 방법에 있어서,
가스분사법으로 제조된 Ti-6Al-4V 합금분말을 제공하는 제1단계;
레이저 분말소결을 위한 공정변수를 설정하는 제2단계;
상기 합금분말을 공급하는 제3단계;
조형광원을 선택적으로 조사하여 상기 합금분말을 용융시키는 제4단계;
상기 용융된 합금분말을 냉각 및 고화하면서, 상기 Ti-6Al-4V 소재의 하나의 레이어를 형성하는 제5단계;
상기 Ti-6Al-4V 소재의 입체 조형물이 완성될 때까지 상기 제3단계 내지 제5단계를 반복하여 적층하는 6단계; 를 포함하여 이루어지고,
상기 제2단계의 공정변수는 240 내지 350 W의 레이저 전력 및 1,200 내지 1,800 mm/s의 스캔속도로 설정하는 것을 특징으로 하는 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물 제조방법.
In the additive manufacturing method using Laser Powder Bed Fusion (L-PBF),
A first step of providing Ti-6Al-4V alloy powder produced by a gas injection method;
A second step of setting process parameters for laser powder sintering;
A third step of supplying the alloy powder;
A fourth step of selectively irradiating a shaping light source to melt the alloy powder;
a fifth step of forming one layer of the Ti-6Al-4V material while cooling and solidifying the molten alloy powder;
Step 6 of repeating and stacking the steps 3 to 5 until the three-dimensional object of the Ti-6Al-4V material is completed; is made including,
The process parameters of the second step are characterized in that the laser power of 240 to 350 W and the scan speed of 1,200 to 1,800 mm / s are set, Ti-6Al-4V alloy laminate manufacturing method.
제 1항에 있어서,
상기 제2단계의 공정변수는,
레이저가 이동하는 레이저 스캔 경로 사이의 간격인 해칭 공간(hatching space)을 50 내지 100 ㎛로 설정하는 것을 특징으로 하는 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물 제조방법.
According to claim 1,
The process variables of the second step are,
A method for manufacturing a Ti-6Al-4V alloy laminated body structure, characterized in that a hatching space, which is an interval between laser scan paths in which the laser moves, is set to 50 to 100 μm.
제 1항에 있어서,
상기 제2단계의 공정변수는,
레이어 두께(layer thickness)를 20 내지 40 ㎛로 설정하는 것을 특징으로 하는 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물 제조방법.
According to claim 1,
The process variables of the second step are,
Method for manufacturing a Ti-6Al-4V alloy laminated body, characterized in that by setting the layer thickness (layer thickness) to 20 to 40 ㎛.
제 1항에 있어서,
상기 제5단계에서 냉각 및 고화는 720 ℃에서 2 시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물 제조방법.
According to claim 1,
In the fifth step, the cooling and solidification is performed at 720 ° C. for 2 hours. Ti-6Al-4V alloy laminate manufacturing method.
레이저 분말소결방식(Laser Powder Bed Fusion, L-PBF) 을 이용한 적층 가공 방법에 의해 제조하되,
240 내지 350 W의 레이저 전력 및 1,200 내지 1,800 mm/s의 스캔속도로 제어하여 제조되는 것을 특징으로 하는 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물.
It is manufactured by an additive manufacturing method using a laser powder bed fusion (L-PBF) method,
A Ti-6Al-4V alloy laminate, characterized in that produced by controlling a laser power of 240 to 350 W and a scan speed of 1,200 to 1,800 mm/s.
제 5항에 있어서,
레이저가 이동하는 레이저 스캔 경로 사이의 간격인 해칭 공간(hatching space)을 50 내지 100 ㎛로 제어하여 제조되는 것을 특징으로 하는 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물.
According to claim 5,
A Ti-6Al-4V alloy laminated object, characterized in that it is manufactured by controlling a hatching space, which is an interval between laser scan paths in which the laser moves, to 50 to 100 μm.
제 5항에 있어서,
적층 시 하나의 레이어 두께(layer thickness)는 20 내지 40 ㎛인 것을 특징으로 하는 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물.
According to claim 5,
Ti-6Al-4V alloy laminated sculpture, characterized in that one layer thickness (layer thickness) during lamination is 20 to 40 ㎛.
제 5항에 있어서,
항복강도가 1,000 내지 1,100 MPa 인 것을 특징으로 하는 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물.
According to claim 5,
Ti-6Al-4V alloy laminated body, characterized in that the yield strength is 1,000 to 1,100 MPa.
제 5항에 있어서,
인장강도가 1,100 내지 1,200 MPa 인 것을 특징으로 하는 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물.
According to claim 5,
Ti-6Al-4V alloy laminated body, characterized in that the tensile strength is 1,100 to 1,200 MPa.
제 5항에 있어서,
연신율이 6% 이상 인 것을 특징으로 하는 Ti-6Al-4V 합금 적층 조형물.
According to claim 5,
Ti-6Al-4V alloy laminated body, characterized in that the elongation is 6% or more.
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